Disparar um laser no céu pode desviar raios, mostra experiência: WebCuriosos
Não tente fazer isso em casa, mas lançar um laser para o céu pode evitar quedas de raios, de acordo com um novo estudo de uma equipe de cientistas que fez experiências com lasers no topo de uma montanha suíça, onde fica uma grande torre metálica de telecomunicações.
O físico Aurélien Houard, do Laboratório de Óptica Aplicada do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica, em Paris, e seus colegas resistiram a horas de atividade de tempestades para testar se um laser poderia guiar os raios para longe de infraestruturas críticas. A torre de telecomunicações é atingida por raios cerca de 100 vezes por ano.
Isso é semelhante ao número de relâmpagos que atingem o planeta Terra ou estalam entre as nuvens cada segundo. Coletivamente, esses ataques podem causar bilhões de dólares em danos a aeroportos e plataformas de lançamento, para não mencionar as pessoas.
Nossa melhor proteção contra quedas de raios é um Haste de Franklinnada mais do que uma torre de metal inventada no século XVIIIo século por Benjamin Franklin, que descobriu que os raios são raios de eletricidade em zigue-zague. Essas hastes se conectam a cabos metálicos que descem edifícios e se ancoram na Terra, trabalhando para dissipar a energia dos raios.
Houard e seus colegas queriam conceber uma maneira melhor de proteção contra raios, combatendo a eletricidade com luz.
“Embora este campo de pesquisa esteja muito ativo há mais de 20 anos, este é o primeiro resultado de campo que demonstra experimentalmente relâmpagos guiados por lasers”, disseram eles. escrever em seu artigo publicado.
Com um aumento de eventos climáticos extremos provocados pelas alterações climáticas no radar, a proteção contra raios está a tornar-se cada vez mais importante.
A campanha experimental decorreu durante o verão de 2021 na montanha Säntis, no nordeste da Suíça. Pulsos de laser curtos e intensos foram lançados nas nuvens durante uma série de tempestades e desviaram com sucesso quatro descargas atmosféricas para cima, longe da ponta da torre.
Outros 12 relâmpagos atingiram a torre durante os períodos de tempestade em que o laser estava inativo.
Numa ocasião, quando o céu estava claro o suficiente para capturar a ação em duas câmeras separadas de alta velocidade, um raio foi registrado seguindo a trajetória do laser por 50 metros (164 pés).
Sensores na torre de telecomunicações também registraram os campos elétricos e os raios X gerados para detectar a atividade do raio e corroborar seu trajeto, que você pode ver reconstruído no vídeo abaixo.
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Para uma ideia apresentado pela primeira vez em 1974 e testado extensivamente em laboratório, é emocionante vê-lo finalmente funcionar como projetado no mundo real. Vários testes de campo anteriores, um no México e outro em Singapura, não conseguiram encontrar qualquer evidência de que os lasers pudessem desviar os raios.
“Esses resultados preliminares deverão ser confirmados por campanhas adicionais com novas configurações”, escrever Houard e colegas.
Embora os pesquisadores ainda estejam descobrindo por que os lasers funcionaram em seus testes, mas não em experimentos anteriores, eles têm algumas ideias. O laser que Houard e seus colegas usaram dispara até mil pulsos por segundo, muito mais rápido do que outros lasers usados, permitindo que o feixe verde intercepte todos os precursores de raios que se formam acima da torre.
Mas os eventos de laser registados apenas pareciam desviar relâmpagos positivos, que são produzidos por uma nuvem carregada positivamente e geram “líderes” ascendentes carregados negativamente.
Então, como isso funciona?
Como Houard e colegas explicam no seu artigo, o laser enviado para o céu altera a propriedades de curvatura de luz do ar, fazendo com que o pulso do laser diminua e se intensifique até começar a ionizar as moléculas de ar. Este processo é chamado filamentação.
As moléculas de ar são rapidamente aquecidas ao longo do caminho do laser, absorvendo sua energia e depois expelidas em velocidade supersônica. Isto deixa para trás canais de “vida longa” de ar menos denso que oferecem um caminho para descargas elétricas.
“Em altas taxas de repetição do laser, essas moléculas carregadas de oxigênio de longa vida se acumulam, mantendo uma memória do caminho do laser” para que o raio siga, os pesquisadores escrever.
Descargas elétricas com metros de comprimento foram controladas por lasers em laboratório, mas esta é a primeira vez que a técnica funciona durante uma tempestade. As condições do laser foram ajustadas para que o início do comportamento filamentar começasse logo acima da ponta da torre.
“Este trabalho abre caminho para novas aplicações atmosféricas de lasers ultracurtos e representa um importante passo no desenvolvimento de uma proteção contra raios baseada em laser para aeroportos, plataformas de lançamento ou grandes infraestruturas”, Houard e colegas concluir.
O estudo foi publicado em Fotônica da Natureza.
